JP2021145492A - モータ装置 - Google Patents

モータ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021145492A
JP2021145492A JP2020043345A JP2020043345A JP2021145492A JP 2021145492 A JP2021145492 A JP 2021145492A JP 2020043345 A JP2020043345 A JP 2020043345A JP 2020043345 A JP2020043345 A JP 2020043345A JP 2021145492 A JP2021145492 A JP 2021145492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
sealing resin
wiring board
resin body
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020043345A
Other languages
English (en)
Inventor
義基 加藤
Yoshimoto Kato
義基 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2020043345A priority Critical patent/JP2021145492A/ja
Priority to US17/196,198 priority patent/US20210288561A1/en
Publication of JP2021145492A publication Critical patent/JP2021145492A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225Terminal boxes or connection arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2250/00Camshaft drives characterised by their transmission means
    • F01L2250/06Camshaft drives characterised by their transmission means the camshaft being driven by gear wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03Auxiliary actuators
    • F01L2820/032Electric motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04Sensors
    • F01L2820/041Camshafts position or phase sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04Sensors
    • F01L2820/042Crankshafts position
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2211/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
    • H02K2211/03Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

【課題】モータの回転角度を精度良く検出できるモータ装置を提供すること。【解決手段】モータ装置は、モータと、駆動装置50を備えている。モータは、有底筒状のハウジングと、ハウジングに保持されたステータおよびロータと、ロータの回転位置を検出するために、ロータにおけるハウジングの開口側の面に取り付けられたセンサマグネットを有している。駆動装置50は、センサマグネットに対向して配置された配線基板と、配線基板に実装された電子部品と、センサマグネットに対向するように配線基板に実装されたホール素子と、配線基板を封止する封止樹脂体60を有している。封止樹脂体60は、モータの回転軸を中心とする径方向および周方向において、封止樹脂体60とハウジングとの位置を決める位置決め部としてのインロー壁面607および固定部608を有している。【選択図】図8

Description

この明細書における開示は、モータ装置に関する。
特許文献1は、モータと、モータの駆動装置を備える機電一体構造のモータ装置を開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
特開2018−7418号公報
特許文献1に記載のモータ装置は、筐体として、金属製のベースと、ハウジングを備えている。ベースとハウジングとを組み付けてなる収容空間に、モータを構成するステータ、ロータ、センサマグネットなどが配置されている。ベースの一面側にモータが配置され、一面とは反対の面側に、駆動装置を構成する配線基板が配置されている。配線基板には、電子部品、磁電変換素子、およびコネクタが実装されている。配線基板は、コネクタを介して、ベースに位置決めされている。磁電変換素子は、センサマグネットに対して、配線基板、コネクタ、ベース、およびハウジングを介して位置決めされている。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、モータ装置にはさらなる改良が求められている。
開示されるひとつの目的は、モータの回転角度を精度良く検出できるモータ装置を提供することにある。
ここに開示されたモータ装置は、
ステータ(30)と、ロータ(32)と、ステータおよびロータを保持する保持部材(22)と、ロータの回転位置を検出するために設けられ、ロータとともに回転するセンサマグネット(34)と、を有するモータ(20)と、
センサマグネットに対向して配置された配線基板(52)と、配線基板に実装された電子部品(54)と、配線基板のセンサマグネット側に実装された磁電変換素子(56)と、配線基板の少なくとも一部を封止する封止樹脂体(60)と、を有する樹脂封止型の駆動装置(50)と、
を備え、
封止樹脂体は、回転軸を中心とする径方向および周方向において、該封止樹脂体と保持部材との位置を決める位置決め部(607、608)を有している。
開示されたモータ装置によると、配線基板の少なくとも一部を封止樹脂体により封止する構造とした。そして、駆動装置において、封止樹脂体に、ステータおよびロータの保持部材に対する位置決め部を設けた。これにより、磁電変換素子は、センサマグネットに対して、配線基板、封止樹脂体、および保持部材を介して位置決めされる。したがって、金属製のベースを用いる構成に較べて、磁電変換素子とセンサマグネットとの位置精度を向上することができる。この結果、モータの回転角度を精度良く検出できるモータ装置を提供することができる。
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
第1実施形態に係るモータ装置が適用されたバルブタイミング調整装置の概略構成を示す断面図である。 モータ装置を示す平面図である。 モータ装置を示す分解斜視図である。 図2のIV-IV線に沿う断面図である。 図2のV-V線に沿う断面図である。 カバーを省略したモータ装置の平面図である。 駆動装置をモータ側から見た斜視図である。 駆動装置をモータ側から見た平面図である。 変形例を示す平面図である。
以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号を付与する。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
(第1実施形態)
本実施形態に係るモータ装置は、たとえば、車両のバルブタイミング調整装置に適用される。まず、バルブタイミング調整装置の概略構成について説明する。
<バルブタイミング調整装置>
図1は、バルブタイミング調整装置において、図2のI-I線に対応する断面図である。図1に示すバルブタイミング調整装置6は、車両において内燃機関の図示しないクランク軸からカム軸2へクランクトルクを伝達する伝達系に設けられる。カム軸2は、内燃機関の動弁、たとえば図示しない吸気弁をクランクトルクの伝達により開閉する。バルブタイミング調整装置6は、モータ20により、吸気弁のバルブタイミングを制御する。
バルブタイミング調整装置6は、位相調整機構8と、モータ装置10を備えている。位相調整機構8は、カム軸2に連結されている。図1では位相調整機構8を簡略化して図示している。位相調整機構8の基本構成は、たとえば特開2015−203392号公報に記載された構成と同じである。位相調整機構については、上記した公報の記載内容を、参照により援用することができる。
駆動装置50は、クランク角センサ及びカム角センサからの検出信号に基づいて回転位相を算出し、算出結果に応じてモータ20への通電を制御する。その結果、位相調整機構8がモータ20の回転に応じて回転位相を調整し、バルブタイミングを制御する。
<モータ装置>
次に、図1〜図7に基づき、モータ装置10の概略構成について説明する。図1は、図2のI-I線に対応するバルブタイミング調整装置の断面図である。図2は、駆動装置50側から見たモータ装置10の平面図である。図3は、モータ装置10の分解斜視図である。図4は、図2のIV-IV線に沿うモータ装置10の断面図である。図5は、図2のV-V線に沿うモータ装置10の断面図である。図6は、モータ装置10をカバー62側から見た平面図である。図6では、便宜上、カバー62を省略するとともに、貫通孔602から露出するモータ20の要素のうち、ターミナル303周辺のみを示している。図7は、モータ20側から見た駆動装置50の斜視図である。図7では、便宜上、カバー62を省略している。
以下では、モータ軸24の延設方向を単に軸方向と示す。モータ軸24の軸の中心が、モータ20の回転軸に相当する。よって、軸方向が、回転軸に沿う方向に相当する。また、モータ軸24を中心とする径方向を単に径方向と示し、モータ軸24を中心とする周方向を単に周方向と示す。また、軸方向の平面視(軸方向からの平面視)を、単に平面視と示す。
図1〜図7に示すように、モータ装置10は、モータ20と、駆動装置50を備えている。モータ装置10は、駆動装置50(EDU:Electronic Driver Unit)を内蔵する回転電機と称されることがある。
モータ20は、ブラシレスの永久磁石型同期モータである。モータ20は、ハウジング22と、モータ軸24と、軸受26、28と、ステータ30と、ロータ32と、センサマグネット34を有している。
ハウジング22は、鉄系などの金属材料を用いて、略有底円筒状に設けられている。ハウジング22において、底部とは反対に位置する開口220部は、駆動装置50の封止樹脂体60により閉塞される。ハウジング22の収容空間には、モータ20を構成する他の要素が配置されている。ハウジング22は、ステータ30およびロータ32を保持している。ハウジング22が、保持部材に相当する。ハウジング22(モータ装置10)は、内燃機関においてチェーンケースなどの固定節に取り付けられる。
ハウジング22は、小径部221と、大径部222と、フランジ223と、複数の取付部224を有している。小径部221は、軸方向において位相調整機構8側に設けられている。大径部222は、小径部221よりも大きい径を有しており、軸方向において駆動装置50側に設けられている。フランジ223は、大径部222における駆動装置50側の端部に連なり、径方向外側に延びている。開口部220は、大径部222における駆動装置50側の端部に設けられており、フランジ223により取り囲まれている。
複数の取付部224は、周方向において互いに離間しつつ、フランジ223から径方向外側に延びている。本実施形態のハウジング22は、3つの取付部224を有している。複数の取付部224のそれぞれに、内燃機関の固定節にねじ締結するための貫通孔225が形成されている。
ハウジング22における底部の中心付近には、開口部226が形成されている。開口部226は小径部221よりも位相調整機構8側に設けられており、開口部226と大径部222の間に小径部221が設けられている。モータ軸24は、開口部226を介してハウジング22の外部に突出し、位相調整機構8に連結されている。モータ軸24は、シャフト、回転軸と称されることがある。
モータ軸24の位相調整機構8側の端部には、貫通孔が形成されている。モータ軸24の貫通孔にピン36を挿通させることで、位相調整機構8に連結するためのジョイント38が、モータ軸24に固定されている。ハウジング22における開口部226の内面とモータ軸24との間には、オイルシール、パッキンなどのシール部材40が介在している。
軸受26、28は、それぞれモータ軸24を正逆回転可能に支持している。軸方向において、位相調整機構8側の軸受26の外輪は、ハウジング22の小径部221の内面に固定され、内輪はモータ軸24に固定されている。軸受26は、ほぼ全体が軸方向において小径部221内に配置されている。モータ軸24の一端および軸受28は、封止樹脂体60の凹部601に収容されている。詳しくは、凹部601の側面に軸受28の外輪が固定され、軸受28の内輪はモータ軸24に固定されている。軸受28により、モータ軸24の一端が封止樹脂体60に接触しないように保持されている。
ステータ30は、大径部222に収容されて、ハウジング22に保持されている。ステータ30は、たとえばハウジング22の大径部222に圧入固定されている。ステータ30は、略円筒状に形成され、複数のティース部を有するステータコア300と、各ティース部に樹脂ボビン301を介して巻回された巻線302を有している。
ステータコア300は、金属片を積層して形成されている。複数のティース部は、周方向に沿って等間隔で配置されている。モータ20のU、V、Wの各相に対応する巻線302は、中性点を形成するためのターミナル303を介して、互いに接続されている。巻線302は、端子部302a、302bをそれぞれ有している。各相の端子部302aは、互いに共通のターミナル303に接続されている。各相の端子部302bは、配線基板52に挿入実装されている。ステータ30は、巻線302に駆動電流が供給されることで、ロータ32の永久磁石に作用する回転磁界を発生する。
ロータ32は、ステータ30の内側に、回転可能に収容されている。ロータ32は、モータ軸24から径方向外側に突出する円環板状に形成され、周方向に正逆回転可能となっている。ロータ32は、ロータコア320と、複数の永久磁石321と、固定板322を有している。ロータコア320は、略円板状のコアシートを、複数枚積層して形成されている。ロータコア320は、モータ軸24に直接固定されてもよいし、係合部材を介して固定されてもよい。永久磁石321は、ロータコア320に対して一体的に回転可能に設けられている。複数の永久磁石321は、周方向において磁極が交互に入れ替わっている。固定板322は、ロータコア320の軸方向両端に設けられている。
センサマグネット34は、環状をなしており、ロータ32における駆動装置50側の面の外周縁部に固定されている。センサマグネット34は、ロータ32とともに回転する。センサマグネット34は、ロータ32の回転位置、すなわちモータ20の回転角度を検出するために設けられている。センサマグネット34には、N極とS極が所定角度毎に交互に設けられている。
駆動装置50は、モータ20を駆動するための回路を備えた電子装置である。駆動装置50は、モータ20に対して位置決め固定されている。駆動装置50は、配線基板52と、電子部品54と、ホール素子56と、コネクタ58と、封止樹脂体60と、カバー62を有している。電子部品54、ホール素子56、およびコネクタ58は、配線基板52に実装されている。
配線基板52は、プリント基板と称されることがある。配線基板52は、樹脂などの電気絶縁材料を用いて形成された基材に、配線が配置されてなる。配線基板52の板厚方向は、軸方向に略平行である。配線基板52は、板厚方向の面、すなわち板面として、モータ20側の面である一面52aと、一面52aとは反対の面である裏面52bを有している。
電子部品54は、配線とともに回路を形成する。配線基板52には、複数の電子部品54が実装されている。電子部品54が実装された配線基板52は、回路基板と称されることがある。電子部品54は、一面52aおよび裏面52bの少なくとも一方に配置されている。電子部品54は、たとえば、スイッチ54a、コンデンサ54b、コイル54c、図示しない駆動ICなどを含んでいる。
スイッチ54aは、MOSFETやIGBTなどが形成された半導体素子であり、インバータを構成している。インバータは、直流電圧を三相交流電圧に変換して、モータ20へ出力するDC−AC変換回路である。駆動装置50は、インバータを構成する6つのスイッチ54aを有している。駆動装置50は、複数のコンデンサ54bを有している。複数のコンデンサ54bの一部は直流電源に対して並列に接続される平滑用のコンデンサであり、他の一部はコイル54cとともに電源ノイズを除去するフィルタ用のコンデンサである。
ホール素子56は、ロータ32の回転位置を検出し、検出信号を駆動ICに出力する。ホール素子56は、センサマグネット34に対向するように、配線基板52の一面52a側に配置されている。駆動装置50は、たとえば、周方向に沿って所定の回転角度の間隔で設けられた3つのホール素子56を有している。ホール素子56が、磁電変換素子に相当する。駆動ICは、ホール素子56の検出信号に基づき、ロータ32の回転位置を検出する。駆動ICは、図示しないECUからモータ20の駆動指令を取得し、駆動指令および回転位置に基づいて、各スイッチ54aを駆動、すなわちオン駆動、オフ駆動させる。駆動ICは、ドライバと称されることがある。ECUは、Electronic Control Unitの略称である。
本実施形態では、駆動ICを含む複数の電子部品54が、一面52a側に配置されている。一面52aにおいて、ホール素子56の周辺にも電子部品54が配置されている。以下では、周辺に配置された電子部品54を、周辺部品54dと示すことがある。周辺部品54dは、一面52aにおいて、センサマグネット34との対向部位に配置されている。周辺部品54dは、たとえば抵抗素子である。また、スイッチ54a、コンデンサ54b、およびコイル54cを含む複数の電子部品54が、配線基板52の裏面52b側に配置されている。
コネクタ58は、駆動装置50とモータ装置10の外部の機器とを電気的に接続する。コネクタ58は、たとえば上記したECUと駆動ICとを電気的に接続する。また、コネクタ58を介して、車両に搭載された直流電圧源から駆動装置50に電源が供給される。
封止樹脂体60は、配線基板52とともに電子部品54の少なくとも一部を封止している。駆動装置50は、樹脂封止型の電子装置である。本実施形態の封止樹脂体60は、配線基板52に実装されたすべての電子部品54を封止している。封止樹脂体60は、配線基板52のほぼ全体を封止している。駆動装置50は、フルモールド型の電子装置である。
封止樹脂体60は、略円板状をなしている。封止樹脂体60の板厚方向は、配線基板52の板厚方向に略平行である。封止樹脂体60は、ホール素子56も封止している。封止樹脂体60は、コネクタ58の一部分、具体的にはコネクタ58と配線基板52との接続部を含む一部分、を封止している。コネクタ58のうち、外部機器との接続部分が、封止樹脂体60の外に露出している。封止樹脂体60は、配線基板52、電子部品54、ホール素子56、およびコネクタ58を封止する本体部600を有している。本体部600が、略円板状をなしている。
封止樹脂体60は、板面として、モータ20側の面である一面60aと、一面60aとは反対の面である裏面60bを有している。封止樹脂体60の本体部600は、一面60aに開口する有底の凹部601を有している。凹部601は、未貫通の孔である。凹部601には、上記したように、モータ軸24の一端および軸受28が収容されている。配線基板52は、平面視において凹部601と重ならないように設けられている。配線基板52は、凹部601を避けて配置されている。
本体部600は、貫通孔602、603を有している。貫通孔602、603は、封止樹脂体60を軸方向に貫通している。貫通孔602、603は、一面60aおよび裏面60bに開口している。貫通孔602は、平面視において配線基板52とは重ならない位置に設けられている。貫通孔602には、ターミナル303が配置されている。貫通孔602により、巻線302の端子部302aとターミナル303との接続部が、封止樹脂体60から露出している。
貫通孔603は、平面視において配線基板52と重なる位置に設けられている。貫通孔603には、巻線302の端子部302bが配置されている。貫通孔603により、巻線302の端子部302bと配線基板52との接続部(はんだ接合部)が、封止樹脂体60から露出している。
封止樹脂体60(本体部600)は、ハウジング22の開口部220を塞ぐように配置されている。本体部600は、ハウジング22とともに、モータ20の筐体として機能する。封止樹脂体60の本体部600とハウジング22のフランジ223との間には、図示しないシール材が介在している。封止樹脂体60は、カバー62とともに駆動装置50の筐体として機能する。封止樹脂体60の本体部600とカバー62の本体部620との間には、図示しないシール材が介在している。シール材は、たとえば外周縁部に介在している。封止樹脂体60は、ハウジング22およびカバー62とともに、モータ装置10の筐体として機能する。
封止樹脂体60は、本体部600から径方向外側に延設された取付部604を有している。封止樹脂体60は、取付部224と同数の取付部604を有している。取付部604のそれぞれに、貫通孔605が形成されている。取付部604および貫通孔605は、モータ20と駆動装置50とを位置決めした状態で、ハウジング22の取付部224および貫通孔225に重なる。貫通孔605は、たとえば金属製の筒状部材であるカラー606が封止樹脂体60にインサートされることで、カラー606の内壁により提供される。
カバー62は、鉄系などの金属材料を用いて、略円板状に設けられている。カバー62は、封止樹脂体60の裏面60b側に配置されている。カバー62は、本体部620と、取付部621を有している。本体部620は、封止樹脂体60の本体部600を覆っている。取付部621は、本体部620から径方向外側に延設されている。カバー62は、取付部604と同数の取付部621を有している。取付部621のそれぞれに、貫通孔622が形成されている。位置決め状態で、カバー62の取付部621および貫通孔622は、封止樹脂体60の取付部604および貫通孔605に重なる。よって、位置決め状態で、カバー62の取付部621は、封止樹脂体60の取付部604を介して、ハウジング22の取付部224に重なる。カバー62の貫通孔622は、封止樹脂体60の貫通孔605を介して、ハウジング22の貫通孔225に重なる。たとえば、ボルト70が貫通孔622、605、225を挿通し、モータ装置10が、固定節(チェーンケース)に固定される。
<位置決め構造>
次に、図2、図3、図4、図7、および図8に基づき、ハウジング22と封止樹脂体60との位置決め構造、すなわち、モータ20と駆動装置50との位置決め構造について説明する。図8は、モータ20側から見た駆動装置50の平面図である。図8では、位置決め構造を明確化するために、ハウジング22のインロー突起部227についても図示している。
ハウジング22は、フランジ223に複数のインロー突起部227を有している。複数のインロー突起部227は、フランジ223における駆動装置50側の面から軸方向に突出している。複数のインロー突起部227は、周方向に沿って設けられている。複数のインロー突起部227は、仮想的な同一円周上に設けられている。複数のインロー突起部227は、モータ軸24を取り囲むように、周方向に分散して設けられている。本実施形態のハウジング22は、5つのインロー突起部227を有している。インロー突起部227は、略円柱状をなしている。インロー突起部227の軸方向に直交する断面形状は、略真円形状とされている。
ハウジング22は、フランジ223に複数のかしめ突起部228を有している。かしめ突起部228は、フランジ223の外周縁から径方向外側に突出するとともに、その先端が駆動装置50側を向くように屈曲している。かしめ突起部228先端は二股に分岐している。
封止樹脂体60は、本体部600の外周端に、インロー壁面607を有している。インロー壁面607は、モータ軸24と同軸の円環状をなしている。インロー壁面607は、周方向に沿って延設されている。インロー壁面607に、複数のインロー突起部227が嵌合することで、インロー構造が形成され、ハウジング22と封止樹脂体60とが径方向において位置決めされる。インロー壁面607は、封止樹脂体60の成形面をインロー壁面607としてもよいし、成形後の封止樹脂体60を切削加工することで、インロー壁面607を形成してもよい。切削加工により、面精度、ひいては位置決め精度を向上することができる。
封止樹脂体60は、凹部607aを有している。インロー壁面607は、凹部607aを規定する壁面の一部として提供される。インロー壁面607は、凹部607aの内側面をなしている。封止樹脂体60は、周方向に沿って形成された3つの凹部607aを有している。凹部607aは、本体部600の外周端において、取付部604の根元部分に形成されている。
封止樹脂体60は、本体部600の外周端に固定部608を有している。固定部608には、軸方向に貫通するとともに径方向外側に開口する係止凹部609が形成されている。固定部608は、周方向において係止凹部609を挟むように設けられている。かしめ突起部228は、その先端が係止凹部609に挿入された状態で、二股状に分岐した部分が広がるように、固定部608に対してかしめ固定されている。封止樹脂体60のインロー壁面607および固定部608が、ハウジング22に対する位置決め部に相当する。
<第1実施形態のまとめ>
本実施形態の駆動装置50は、配線基板52および電子部品54を封止する封止樹脂体60を備えている。封止樹脂体60は、周方向に沿って延設されたインロー壁面607を有している。モータ20のハウジング22は、周方向に沿って設けられた複数のインロー突起部227を有している。複数のインロー突起部227がインロー壁面607に嵌合することで、インロー構造が形成される。これにより、径方向において、ハウジング22と封止樹脂体60、ひいてはモータ20と駆動装置50とを位置決めすることができる。
また、封止樹脂体60が固定部608を有し、ハウジング22がかしめ突起部228を有している。かしめ突起部228を固定部608にかしめることで、周方向において、ハウジング22と封止樹脂体60、ひいてはモータ20と駆動装置50とを位置決めすることができる。
以上のように、封止樹脂体60のインロー壁面607および固定部608と、ハウジング22のインロー突起部227およびかしめ突起部228とにより、径方向および周方向のそれぞれにおいて、モータ20と駆動装置50とを位置決めすることができる。なお、かしめ構造により、軸方向においても位置決めすることができる。
ホール素子56は、センサマグネット34に対して、配線基板52、封止樹脂体60、およびハウジング22を介して位置決めされる。上記した位置決め構造により、ホール素子56とセンサマグネット34との間に介在する要素を少なくすることができる。これにより、ホール素子56をセンサマグネット34に対して精度よく位置決めし、ひいてはモータ20の回転角度を精度良く検出することができる。モータ20の回転角度を精度良く検出できるため、モータ20の出力を向上することができる。
ホール素子56は、封止樹脂体60により封止されない構成としてもよい。すなわち、ホール素子56が、封止樹脂体60から露出してもよい。本実施形態のホール素子56は、封止樹脂体60によって封止されている。封止樹脂体60は電気絶縁性を有するため、筐体として金属ベースを用いる構成のように、ホール素子56と金属ベースの間に、ショート抑制のためのクリアランスが不要である。よって、ホール素子56の周辺に、周辺部品54d(電子部品54)を配置することができる。
仮に、金属ベースを備える構成に周辺部品54dを適用した場合、軸方向において周辺部品54dを避けるように金属ベースを配置しなければならない。これにより、ホール素子56に対してセンサマグネット34が遠ざかってしまう。本実施形態では、金属ベースが不要であるので、センサマグネット34を、軸方向においてホール素子56に近づけることができる。以上により、モータ20の回転角度をより精度良く検出し、ひいてはモータ20の出力をさらに向上することができる。また、周辺部品54dの配置により、配線基板52に対する電子部品54の実装密度を高めることができる。これにより、配線基板52の体格を小型化することができる。
図9は、モータ装置10の変形例を示す平面図であり、図6に対応している。図9では、便宜上、カバー62を省略するとともに、貫通孔602から露出するモータ20の要素のうち、ターミナル303周辺のみを示している。変形例では、配線基板52に、モータ20との接続のためのコンタクト64が実装されている。コンタクト64の一部は、封止樹脂体60により封止されている。コンタクト64の端子640は、貫通孔603内に突出し、巻線302の端子部302bに接続されている。このように、コンタクト64を介して配線基板52と巻線302とを接続する構成としてもよい。
コンタクト64を用いる場合、封止樹脂体60の成形する際の熱や成形型などからの外力により、コンタクト64が変形する虞がある。すなわち、端子640の位置が、端子部302bに対してずれる虞がある。これに対し、本実施形態では、巻線302の端子部302bを、配線基板52に対して挿入実装する。このように、コンタクト64を用いないため、巻線302と配線基板52との接続信頼性を高めることができる。
コネクタ58は、封止樹脂体60により封止されない構成としてもよい。すなわち、コネクタ58の全体が、封止樹脂体60から露出してもよい。本実施形態では、コネクタ58の一部が、封止樹脂体60によって封止されている。これにより、コネクタ58の外部機器のコネクタが嵌合する際の抉りに対する強度や、外部機器を介してコネクタ58に作用する振動に対する強度を高めることができる。
封止樹脂体60が、取付部604を有さない構成としてもよい。本実施形態の封止樹脂体60は、取付部604を有している。封止樹脂体60が、ハウジング22に対する位置決め部であるインロー壁面607および固定部608と、車両に固定するための取付部604を有している。これにより、内燃機関のカム中心と、モータ20のモータ軸24の中心との位置精度を向上することができる。
封止樹脂体60は、配線基板52と、配線基板52に実装された電子部品54を一体的に封止している。これにより、電子部品54を配線基板52に固定するための締結部材(たとえば、ねじ)、電子部品54の耐振性を向上するための耐振接着剤、アンダーフィル等を不要とすることができる。また、配線基板52が固定され、筐体として機能する封止樹脂体60がコネクタ58を封止するため、コネクタ58と筐体との間のシール材を不要とすることができる。
(他の実施形態)
この明細書及び図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品及び/又は要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品及び/又は要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品及び/又は要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
明細書及び図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書及び図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書及び図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。
ある要素または層が「上にある」、「連結されている」、「接続されている」または「結合されている」と言及されている場合、それは、他の要素、または他の層に対して、直接的に上に、連結され、接続され、または結合されていることがあり、さらに、介在要素または介在層が存在していることがある。対照的に、ある要素が別の要素または層に「直接的に上に」、「直接的に連結されている」、「直接的に接続されている」または「直接的に結合されている」と言及されている場合、介在要素または介在層は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の言葉は、同様のやり方で(例えば、「間に」対「直接的に間に」、「隣接する」対「直接的に隣接する」など)解釈されるべきである。この明細書で使用される場合、用語「および/または」は、関連する列挙された1つまたは複数の項目に関する任意の組み合わせ、およびすべての組み合わせを含む。
空間的に相対的な用語「内」、「外」、「裏」、「下」、「低」、「上」、「高」などは、図示されているような、ひとつの要素または特徴の他の要素または特徴に対する関係を説明する記載を容易にするためにここでは利用されている。空間的に相対的な用語は、図面に描かれている向きに加えて、使用または操作中の装置の異なる向きを包含することを意図することができる。例えば、図中の装置をひっくり返すと、他の要素または特徴の「下」または「真下」として説明されている要素は、他の要素または特徴の「上」に向けられる。したがって、用語「下」は、上と下の両方の向きを包含することができる。この装置は、他の方向に向いていてもよく(90度または他の向きに回転されてもよい)、この明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれに応じて解釈される。
モータ装置10、バルブタイミング調整装置6への適用に限定されない。移動体も、車両に限定されない。駆動装置50がカバー62を備える例を示したが、これに限定されない。カバー62を有さない構成としてもよい。
ステータ30内にロータ32が収容されるインナーロータ構造のモータ20の例を示したが、これに限定されない。アウターロータ構造のモータ20にも適用できる。
磁電変換素子としてホール素子56の例を示したが、これに限定されない。たとえば磁気抵抗効果素子(MRE)を採用してもよい。
センサマグネット34がロータ32に取り付けられる例を示したが、これに限定されない。センサマグネット34は、ロータ32の回転位置を検出するために、ロータ32とともに回転するように配置されればよい。たとえばモータ軸24の先端部にセンサマグネット34を固定し、配線基板52における磁電変換素子(たとえばMRE)の実装部位を凹部601内に露出させ、磁電変換素子をセンサマグネット34に対向させてもよい。このように、モータ軸24およびロータ32の回転体に取り付けられたセンサマグネット34に対して磁電変換素子が対向するように、配線基板52を配置すればよい。
ステータ30およびロータ32の保持部材が、ハウジング22を兼ねる例を示したが、これに限定されない。保持部材をハウジング22とは別に設けてもよい。
2…カム軸、6…バルブタイミング調整装置、8…位相調整機構、10…モータ装置、20…モータ、22…ハウジング、220…開口部、221…小径部、222…大径部、223…フランジ、224…取付部、225…貫通孔、226…開口部、227…インロー突起部、228…かしめ突起部、24…モータ軸、26、28…軸受、30…ステータ、300…ステータコア、301…樹脂ボビン、302…巻線、302a、302b…端子部、303…ターミナル、32…ロータ、320…ロータコア、321…永久磁石、322…固定板、34…センサマグネット、36…ピン、38…ジョイント、40…シール部材、50…駆動装置、52…配線基板、52a…一面、52b…裏面、54…電子部品、54a…スイッチ、54b…コンデンサ、54c…コイル、54d…周辺部品、56…ホール素子、58…コネクタ、60…封止樹脂体、60a…一面、60b…裏面、600…本体部、601…凹部、602…貫通孔、603…貫通孔、604…取付部、605…貫通孔、606…カラー607…インロー壁面、607a…凹部、608…固定部、609…凹部、62…カバー、620…本来部、621…取付部、622…貫通孔、64…コンタクト、640…端子、70…ボルト

Claims (6)

  1. ステータ(30)と、ロータ(32)と、前記ステータおよび前記ロータを保持する保持部材(22)と、前記ロータの回転位置を検出するために設けられ、前記ロータとともに回転するセンサマグネット(34)と、を有するモータ(20)と、
    前記センサマグネットに対向して配置された配線基板(52)と、前記配線基板に実装された電子部品(54)と、前記配線基板の前記センサマグネット側に実装された磁電変換素子(56)と、前記配線基板の少なくとも一部を封止する封止樹脂体(60)と、を有する樹脂封止型の駆動装置(50)と、
    を備え、
    前記封止樹脂体は、前記モータの回転軸を中心とする径方向および周方向において、該封止樹脂体と前記保持部材との位置を決める位置決め部(607、608)を有しているモータ装置。
  2. 請求項1に記載のモータ装置において、
    前記配線基板には、複数の前記電子部品が実装され、
    前記封止樹脂体は、複数の前記電子部品とともに前記磁電変換素子も封止しており、
    複数の前記電子部品の一部(54d)は、前記配線基板において、前記センサマグネットとの対向部位に配置されているモータ装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載のモータ装置において、
    前記ステータは、前記配線基板に挿入実装された端子部(302b)を有する巻線(302)を備え、
    前記封止樹脂体は、前記回転軸に沿う方向の平面視において、前記端子部、および、前記配線基板における前記端子部との接続部分に重なるように設けられた貫通孔(603)を有しているモータ装置。
  4. 請求項1〜3いずれか1項に記載のモータ装置において、
    前記駆動装置は、前記封止樹脂体における前記モータとは反対側の面を覆うカバー(62)を有しているモータ装置。
  5. 請求項1〜4いずれか1項に記載のモータ装置において、
    前記駆動装置は、前記配線基板に実装された外部接続用のコネクタ(58)を有し、
    前記コネクタの一部が前記封止樹脂体によって封止され、前記コネクタの他の一部が前記封止樹脂体から露出しているモータ装置。
  6. 前記モータの回転により、移動体の内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置(6)に用いられる請求項1〜5いずれか1項に記載のモータ装置において、
    前記封止樹脂体は、前記移動体に固定するための取付部(604)を有しているモータ装置。
JP2020043345A 2020-03-12 2020-03-12 モータ装置 Pending JP2021145492A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020043345A JP2021145492A (ja) 2020-03-12 2020-03-12 モータ装置
US17/196,198 US20210288561A1 (en) 2020-03-12 2021-03-09 Motor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020043345A JP2021145492A (ja) 2020-03-12 2020-03-12 モータ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021145492A true JP2021145492A (ja) 2021-09-24

Family

ID=77665387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020043345A Pending JP2021145492A (ja) 2020-03-12 2020-03-12 モータ装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20210288561A1 (ja)
JP (1) JP2021145492A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102358278B1 (ko) 2016-03-11 2022-02-04 아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 엘엘씨 다층의 전력 및 제어 인쇄 회로 기판 조립체를 구비한 전력 평면을 갖는, 펌프 또는 회전 디바이스를 구동하기 위한 모터 조립체
US11451156B2 (en) 2020-01-21 2022-09-20 Itt Manufacturing Enterprises Llc Overvoltage clamp for a matrix converter
JP2022174522A (ja) * 2021-05-11 2022-11-24 株式会社エクセディ モータ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4506817B2 (ja) * 2007-11-13 2010-07-21 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP6435754B2 (ja) * 2014-09-30 2018-12-12 日本電産株式会社 モータ
JP6578642B2 (ja) * 2014-09-30 2019-09-25 日本電産株式会社 モータ
JP6610451B2 (ja) * 2016-07-01 2019-11-27 株式会社デンソー モータ装置
JP6601329B2 (ja) * 2016-07-01 2019-11-06 株式会社デンソー モータ装置
JP2018201294A (ja) * 2017-05-26 2018-12-20 日本電産テクノモータ株式会社 モータ
JP6984221B2 (ja) * 2017-08-08 2021-12-17 株式会社デンソー モータ装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210288561A1 (en) 2021-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7193343B2 (en) Electric motor
US6873072B2 (en) Relay support device for an electric motor, in particular for an electrically commutated DC motor
JP6601328B2 (ja) モータ装置
JP6536499B2 (ja) モータ装置
US20210288561A1 (en) Motor device
US7368840B2 (en) Brushless motor
JP6601329B2 (ja) モータ装置
JP3663401B2 (ja) 回転電機
JP2011083063A (ja) 駆動制御装置、およびモータユニット
JP6740631B2 (ja) 駆動装置
JP6610451B2 (ja) モータ装置
JP6914443B2 (ja) モータ及びバルブタイミング調整装置
JP6984221B2 (ja) モータ装置
US11063503B2 (en) Brushless motor
CN112564425A (zh) 马达以及马达的组装方法
JP2021145491A (ja) 電子装置およびモータ装置
JP2023055076A (ja) モータ装置
JPWO2018051773A1 (ja) モータ
JP6912269B2 (ja) 回転電機ユニット
JP2022054857A (ja) 電動モータ及びこれを備えた電動オイルポンプ
JP2024030092A (ja) 回転電機
JP2022052071A (ja) 回転電機
WO2009048181A1 (en) Motor
JP2019092264A (ja) モータ及びモータの製造方法
JP2019083612A (ja) モータユニット